如今，智能手机已成为人们衣食住行中必不可少的电子设备。自 2016 年开始，为满足手机快充技术的需求，USB Type-C 接口应运而生。得益于此类接口支持双面插入的特性，“USB 永远插不准”的世界性难题得以解决，因此该类型设备接口也得到了广大用户的喜爱。伴随着各大手机厂商的激烈竞争，USB Type-C 接口几乎已成为智能手机的标配。

在使用过程中， USB Type-C 接口需要支持热插拔动作，因此更容易受到 ESD 静电放电和 Surge 低压浪涌过冲等 EOS 过电应力的伤害，而导致后端芯片永久性损坏；为满足过压防护需求及提高端口抗干扰能力，对 USB Type-C 端口电子电路进行 EOS 过电应力保护就变得尤为重要。

TVS 防护示意图

市场上限压型过压保护器件主要包括压敏电阻 MOV 、聚合物 ESD 、瞬态电压抑制器 TVS 等。其中 TVS （瞬态电压抑制器）作为新型高效电路保护器件，以其卓越的嵌位功能、较低的击穿电压、较小的封装和稳定的电气特性而得到了广泛应用。在实际使用中， TVS 具有反应速度快、钳位电压低的特性，能够在线路或器件受到损伤之前快速有效地遏制瞬时脉冲，在处理静电、电感性负载切换而产生的瞬变电压及热插拔所产生的过电压冲击时拥有更加理想的性能表现。在过压防护领域，豪威集团旗下的韦尔半导体一直致力于 TVS 工艺特性研发，在常规 DIODE 工艺基础上结合触发管工艺特性设计出全新 NPN 高压工艺特性防护器件，新工艺 TVS 器件具有超低钳位电压特性，相比常规工艺 TVS 防护效果更优；为 USB Type-C 端口提供防护效果更优的全方位过压保护解决方案。

DIODE (P+N)                                                  NPN (N+P+N)

目前韦尔半导体推出 ESD56161D30 , ESD63091CN 和 ESD56371N 三款电路保护器件均为 NPN 工艺 TVS 器件，主要用于 USB Type-C 端口电源及信号线的过压保护。其中 VBUS 端口防护器件 ESD56161D30 采用 DFN 2020-3L 封装技术，是一款单向 TVS 产品，具有低钳位电压( Vcl )和高脉冲峰值电流( IPP )的特性，可用于保护连至电源线的敏感电子元件免受 ESD （静电放电）和 SURGE（浪涌）引起的过电应力冲击。目前，行业内 TVS 保护器件一般是针对 5V / 9V / 12V 充电端口做过压防护，但随着人们对智能手机“快速充电”功能需求的日益提升，针对更高充电电压（ 20V ）的过压保护已成为技术发展趋势。ESD56161D30 不仅可满足 20V 高压快充过压保护，还可提供最高 30V 的反向关断电压，提高 VBUS 电源线常态直流过压能力，能够更好适配 Type-C 端口 VBUS 电源线日渐严苛的防护需求。

ESD56161D30

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封装及电性参数：( TYPE-C  :  VBUS-20V 快充电源线过压防护 )

DFN2020-3L

除单向TVS 产品外，韦尔半导体还推出了以 ESD56371N 及 ESD63091CN 为代表的高压双向普容和低容 TVS 产品， ESD56371N 主要对 Type-C 接口 CC/SBU 信号线做过压保护， ESD63091CN 主要对 Type-C 接口 D+D- 信号线做过压保护，两款保护器件均可同时满足支持 15V 高耐压，高通流及 8/20us 波形下低钳位电压（见下图）。其中，采用 DFN 1006-2L 封装的 ESD56371N 可兼顾静电和低压浪涌综合防护性能，并可提供高达 ±30kV 的 ESD 保护及承受高达 22A（8/20us） 的峰值脉冲电流。ESD63091CN 则内置一对低容二极管，专为保护高速数据接口而设计，可保障电子元件免受 EOS 过电应力的损害，为敏感芯片组提供更好的保护功能。

ESD56371N

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封装及电性参数：(  TYPE-C  :  CC/SBU 信号线过压防护 )

DWN1006-2L

ESD63091CN

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封装及电性参数：(  TYPE-C  :  D+D- 信号线过压防护 )

DFN1006-2L

在实际应用中， TVS 保护器件除可适配智能手机的 Type-C 接口外，还可广泛应用于便携式设备、蓝牙耳机、电脑、POS 机等多种电子产品中。在产品设计过程中，技术人员需根据不同的保护对象来选用一种或几种保护器件，不仅要满足 ESD/SURGE 等级需求，更要将瞬态干扰电压钳位到后端芯片可承受的电压范围内，以确保线路或芯片得到足够的保护。韦尔半导体推出的 NPN 工艺保护器件有效地丰富了旗下瞬态电压抑制器的产品组合，这些解决方案拥有多种不同封装尺寸，并具备功率小，钳位电压低，防护能力强的优势，能够满足多种类型的电子元件或芯片过电应力防护需求。

一直以来， TVS 器件都是韦尔半导体的主营产品线之一，凭借丰厚的技术积累及产品布局，韦尔半导体已打造出完善的过压保护 TVS 产品线，能够适应不同的应用场景。同时，其良好的钳位性能及高通流能力也为不同电子应用电路抵御瞬变干扰电压提供了强大技术支持。未来，市场对智能手机的抗干扰需求将会越来越高，韦尔半导体也将持续发力电路保护领域，不断升级创新，积极助力更高性能的电子设备迎接多重过压挑战。

来源：2021-02-01  豪威集团 OmniVision（ 微信号OmniVisionGroup）

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